本發(fā)明涉及的是一種海洋工程技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體說是一種基于柔性桿的超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊的連接裝置。

技術(shù)背景

超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物由于尺寸巨大，用途各異，從維護(hù)和使用角度的出發(fā)，其結(jié)構(gòu)必然是模塊化的，而模塊之間連接的連接器就顯得尤為重要。

目前所使用的球形鉸接類超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊連接裝置，主要限制超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊間沿三個(gè)正交方向的平移，難以限制繞三個(gè)正交軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。

專利公開號(hào)CN102975822A公開了一種超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊間連接器及連接方法。其連接器包括至少兩對(duì)成組設(shè)置的正極體和負(fù)極體，正極體包括正極外殼和正極中軸，正極中軸嵌裝在正極軸向中心通孔中；第一推力油缸設(shè)置在第二回轉(zhuǎn)體后側(cè)，第一回轉(zhuǎn)體位于第一漏斗狀縮口內(nèi)，負(fù)極體對(duì)接端的負(fù)極軸向中心通孔徑向延伸成喇叭口，喇叭口后端設(shè)有負(fù)極卡簧，第二推力油缸設(shè)置在負(fù)極軸向中心通孔遠(yuǎn)離負(fù)極體對(duì)接端的一端上。該發(fā)明的連接方法采用推力油缸推動(dòng)正極中軸外移或縮回。雖能同時(shí)限制兩超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊間沿三個(gè)正交方向的平移和繞三個(gè)正交軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，但其所設(shè)計(jì)的連接裝置是一種主動(dòng)連接裝置，需要液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)具體的連接構(gòu)件。同時(shí)兩超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力和彎曲扭轉(zhuǎn)力矩均由同一個(gè)連接構(gòu)件承受，容易使此連接構(gòu)件和其基座受力過大，致使連接失效甚至結(jié)構(gòu)被破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于柔性桿的超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊的連接裝置，其中球形鉸連桿和球形鉸支座承受主要拉壓應(yīng)力，柔性桿承受全部彎曲扭轉(zhuǎn)力矩和部分拉壓應(yīng)力，即通過基座、球形鉸連桿、球形鉸支座、柔性桿組成的裝置產(chǎn)生的抵抗拉壓應(yīng)力和抵抗彎曲扭轉(zhuǎn)力矩，阻礙和限制兩獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于保養(yǎng)，能行之有效的限制兩獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于柔性桿的超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊的連接裝置，包括：兩個(gè)基座、兩根球形鉸連桿，球形鉸支座，多根柔性桿以及與柔性桿配套的多個(gè)連接螺母和多個(gè)調(diào)節(jié)墊圈；

兩根所述的球形鉸連桿的一端分別固定于兩個(gè)所述的基座的內(nèi)表面上，另一端分別通過所述的球形鉸支座相連接，且兩根球形鉸連桿之間的夾角呈180度，所述的柔性桿的兩端分別固定在兩個(gè)所述的基座上，且均勻分布在該基座的周緣上。

所述基座為圓形或正八邊形，基座設(shè)有八個(gè)穿孔，該穿孔均勻的分布在以基座幾何中心為圓心的圓周上。

所述多根柔性桿為八根，八根柔性桿在同一基座上的固定連接點(diǎn)均分同一個(gè)圓周，此圓圓心為基座幾何中心，且該柔性桿的軸線與兩根球形鉸連桿的軸線平行

本發(fā)明裝置作為一個(gè)整體，以基座外表面為連接面，與浮式結(jié)構(gòu)物模塊或其他實(shí)驗(yàn)裝置相連接。

所述的柔性桿為金屬或合成材料，其兩端有外螺紋。

所述的柔性桿抵抗浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的彎矩和扭矩，通過選取適當(dāng)?shù)娜嵝詶U材料和直徑定制具有特定抗彎、抗扭剛度的連接裝置。

所述的柔性桿可直接與基座上的穿孔配合，或通過調(diào)節(jié)墊圈與穿孔配合。

所述的柔性桿兩端在分別穿過兩基座后，由連接螺母將柔性桿固定在兩基座之間。

所述的球形鉸連桿為金屬或合成材料，其一端與球形鉸支座連接形成球形鉸鏈，其另一端焊接固定在基座幾何中心，該球形鉸連桿的軸線與基座的軸線重合。

所述的球形鉸支座為金屬或合成材料。

所述的調(diào)節(jié)墊圈放置于基座穿孔內(nèi)，柔性桿可自由穿過墊圈。

所述的調(diào)節(jié)墊圈為金屬或合成材料，其內(nèi)圈表面和外圈表面均無螺紋。

所述的調(diào)節(jié)墊圈其厚度取決于柔性桿與基座穿孔的配合間隙，通過適當(dāng)選取調(diào)節(jié)墊片的厚度和材料，使不同直徑的柔性桿能與基座穿孔有效配合。

所述的連接螺母為金屬或合成材料，可與柔性桿端部螺紋連接緊固。

本裝置在進(jìn)行模型試驗(yàn)前，應(yīng)通過測(cè)量裝置測(cè)量其抗拉、壓、彎、扭的剛度，以確認(rèn)符合模型試驗(yàn)的要求。

本發(fā)明的工作原理是：將一個(gè)或多個(gè)新型超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊連接裝置連接與兩個(gè)獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊或其他的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置間。由實(shí)際環(huán)境或?qū)嶒?yàn)條件的改變，兩個(gè)獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊或其他的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括沿三個(gè)正交方向的平移和繞三個(gè)正交軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。本裝置的球形鉸連桿和球形鉸支座承受主要拉壓應(yīng)力，柔性桿承受全部彎曲扭轉(zhuǎn)力矩和部分拉壓應(yīng)力，即通過基座、球形鉸連桿、球形鉸支座、柔性桿、連接螺母和調(diào)節(jié)墊片組成的裝置產(chǎn)生的抵抗拉壓應(yīng)力和抵抗彎曲扭轉(zhuǎn)力矩，阻礙和限制兩獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該裝置結(jié)構(gòu)簡單，功能明確，易于安裝和維護(hù)，靈活性強(qiáng)，適用范圍廣，可根據(jù)結(jié)構(gòu)物模型的尺度定制特定抗彎剛度的柔性桿材料和直徑，能行之有效的限制兩獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊或其他實(shí)驗(yàn)裝置之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于柔性桿的超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊的連接裝置的俯視圖。

圖2為本發(fā)明沿其軸線所在平面的正視剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1為本發(fā)明基于柔性桿的超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊的連接裝置的俯視圖，圖2為本發(fā)明沿其軸線所在平面的正視剖視圖。如圖所示，一種基于柔性桿的超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊的連接裝置，包括：兩個(gè)基座1、兩根球形鉸連桿2，球形鉸支座3，多根柔性桿4，多個(gè)連接螺母5和多個(gè)調(diào)節(jié)墊圈6；

兩根所述的球形鉸連桿2的一端分別固定于兩個(gè)所述的基座1的內(nèi)表面上，另一端分別通過所述的球形鉸支座3相連接，且兩根球形鉸連桿2之間的夾角呈180度，所述的柔性桿4的兩端分別固定在兩個(gè)所述的基座1上，且均勻分布在該基座1的周緣上。

所述基座1為圓形或正八邊形，基座設(shè)有八個(gè)穿孔，該穿孔均勻的分布在以基座幾何中心為圓心的圓周上。

所述的與柔性桿4分別穿過兩基座1上的穿孔，后用兩個(gè)連接螺母5將柔性桿4固定在兩基座1之間。

所訴的調(diào)節(jié)墊圈6為金屬或合成材料，放置于基座1的穿孔中，用于配合柔性桿4和穿孔的間隙。直徑較大的柔性桿4選用較薄的調(diào)節(jié)墊圈6，直徑較小的柔性桿4選用較厚的調(diào)節(jié)墊圈6。

本實(shí)施例中柔性桿4為八根，八根柔性桿4在同一基座1上的固定連接點(diǎn)均分同一個(gè)圓周，此圓圓心為基座幾何中心，且該柔性桿的軸線與兩根球形鉸連桿的軸線平行。所述的柔性桿4為金屬或合成材料，其兩端有外螺紋。所述的柔性桿4抵抗浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的彎矩和扭矩，通過選取適當(dāng)?shù)娜嵝詶U4的材料和直徑定制具有特定抗彎、抗扭剛度的連接裝置。

所述的球形鉸連桿2為金屬或合成材料，其一端與球形鉸支座3連接形成球形鉸鏈，其另一端焊接固定在基座1幾何中心，該球形鉸連桿2的軸線與基座1的軸線重合。所述的球形鉸支座3為金屬或合成材料。

將超大型浮式結(jié)構(gòu)物模塊連接裝置作為一個(gè)整體，以基座外表面為連接面，與浮式結(jié)構(gòu)物模塊或其他實(shí)驗(yàn)裝置相連接，以阻礙和限制兩獨(dú)立的浮式結(jié)構(gòu)物模塊或其他實(shí)驗(yàn)裝置之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。